JPS61408A - 中空糸複合膜 - Google Patents

中空糸複合膜

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JPS61408A
JPS61408A JP59120608A JP12060884A JPS61408A JP S61408 A JPS61408 A JP S61408A JP 59120608 A JP59120608 A JP 59120608A JP 12060884 A JP12060884 A JP 12060884A JP S61408 A JPS61408 A JP S61408A
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JP
Japan
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hollow fiber
hollow yarn
porous hollow
porous
thin layer
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JP59120608A
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JPH055529B2 (ja
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Tsutomu Kawamura
力 川村
Eiji Kuzumoto
葛本 英司
Tsukasa Taniyama
谷山 宰
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流体状混合物より特定の成分を分離又は濃縮す
ることを目的とする装置を構成するために用いられる中
空糸複合膜に関するものである。
従来の技術 混合ガス、海水、工業廃水、血液等の流体状混合物より
特定の成分を分離、濃縮を行うにあたり選択透過性をも
つ膜を用いる方法は対象とする流体の相変化を伴わず行
われるためエネルギー的に有利な方法であり、近年盛ん
に実施されつつある。
選択透過性をもつ膜は流体状混合物の処理を行うにあた
り、圧力容器に収納され、いわゆるモジュールという装
置として使用される。この場合モジュール容積当りの処
理量を大きくするためには膜を中空糸状で利用すること
が大きな膜面積が利用でき好ましい。この時中空糸の径
は中空糸内部の流体流動に伴なう圧力損失の問題が考慮
されなければならないが、一般に小さいほどモジュール
容積当りの膜面積が大きくなり好ましい。
しかしながら、従来の単一層からなる中空糸状選択透過
性膜はシート状膜と比較してその単位面積当りの流体透
過速度が小さいのみならず長期間にわたり使用する場合
流体状混合物の処理能力が経時的に低下する等の欠点を
有していた。
選択透過性中空糸膜のもつこのような欠点を改良すべ〈
従来から様々な努力が払われてきた。その方法の1つは
複合膜によるものである。即ち前記の晰一層からなる選
択透過性中空糸膜の欠点が流体状混合物を処理するに際
し加圧操作がなされるが、膜の耐圧性が不十分であるこ
とに由来すると考え、膜を高い透過性能を有する選択透
過性をもたない部分と、選択透過性を有する部分とで構
成し前者を耐圧性の高い材料で構成し1後者を薄膜化す
ることで改善を計ろうとするものである。
この複合膜化に対する考え方はシート状膜についてはあ
る程度成功を収め実施されている。また中空糸膜に於て
も種々応用の試みがなされてきたが未だ十分とは云い舞
い。例えばシート状織物を円筒状に成形しその表面に選
択透過性を有する薄膜を載置する方法がその1っである
0しかしながらこの方法によって得られる管状膜の直径
は数鰭程度が限界であり圧力容器に収納した場合モジュ
ール単位容積当りの膜面積を大きくすることができなか
った。また高分子重合体水和ゲルからなる中空糸の表面
に選択透過性をもっ薄層を形成する方法が試みられてき
たが、耐圧性を無孔質部の水和1     ゲル部に求
めているため透過性能が犠牲にされることが多くまたガ
ス状混合物を処理する場合には適用が難しく限界があっ
た。また従来の中空糸複合糸では薄層が均質層であった
ため高選択透過性を顕著に高め得ることはむつかしかっ
た。
発明の目的 本発明者等はこのような背景の下、選択透過性中空糸膜
の特性を改善すべく鋭意検討を行ってきた結果本発明を
完成するに至った幕ものである。
発明の構成 即ち、本発明は繊維壁が平均径100〜2000(A)
の細孔を全体として30〜85容量%含み、内径が30
〜800(μIn)、外径が60〜1oo。
(μm)である多孔性中空糸の外表面及び/又は内表面
が非対称構造を有する10(μm)以下の層で被覆され
た構造をもつ中空糸複合膜を要旨とするものである。
本発明でいう多孔性中空糸とは繊維壁が平均径100〜
2000(A)の細孔を全体として30−85容量%含
むものをいう。またその形状に関しては、内径が30〜
5oo(μm)、外径が6o〜xooo(μm)の範囲
にあるものをいう。また多孔性中空糸は目的とする流体
状混合物の各成分に対する選択透過性の機能が特に要求
されるものではないが1流体に対する高透過性能及び流
体状混合物処理時に加えられる圧力に対する十分な′耐
圧性が要求される。このような機能が要求される多孔性
中空糸はポリエチレン、ポリ;チャ中エステル1ポリア
ミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル九ポリメタクレ
ートエステル、ボ”リアクリレーΦ トエスル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン
、ポリスルホン、セルロース等及びこれらの化合物の誘
導体を用いて製造される。その製造方法には溶融紡糸法
、乾式紡糸法、湿式紡糸法、半乾半湿式紡糸法(エアー
ギャップ紡糸法)等の既存の方法を目的とする多孔性中
空糸の特性及び素材とする高分子重合体の性質に応じて
適用する。
この多孔性中空糸は前述したように多孔性及び耐圧性が
要求される。従って前記の既存の方法で紡糸した後冷延
伸、凍結乾燥、熱処理等の後処理が必要に応じてなされ
ることがある。この多孔性中空糸は前述したように繊維
壁が大略平均径100〜2000(’A)の細孔を全体
として30〜85(701%)含むものであるが、この
範囲外では高透過性能、高耐圧性の機能を十分発現する
ことができなく好ましくない。またその形状が大略内径
30〜800(μrn)、外径60〜1000(μm)
の範囲にあるものを採用することが、多孔性中空糸内部
を流れる流体の圧力損失、本発明による中空糸複合膜を
圧力容器に収納しモジュールにする場合とりつる膜面積
を考慮し好ましい。
本発明に於て選択透過性の機能は多孔性中空糸の外表面
及び/又は内表面に被覆された非対称構造をもつ薄層に
由来するものであるがこの薄層は大略0.5(μm)以
下の厚さをもつ&密層と大略平均径が数十〜数百(λ)
の細孔からなる厚さ10μ以下の多孔層から構成される
ように多孔性中空糸の外表面及び/又は内表面に高分子
重合体溶液をコートした後乾燥工程及び凝固浴に導き凝
固させることで賦与される。最も簡単な方法は多孔性中
空糸を非対称構造をもっ薄層を形成すべき高分子重合体
溶液に浸漬した後取出し空気中で乾燥し凝固液浸漬する
ことである。この場合高分子重合体溶液の溶媒が多孔性
中空糸を甚しく溶解するものであってはならない。また
多孔性中空糸の内部に非対称構造をもつ薄層を形成する
ためには多孔性中空糸内表面側に高分子重合体溶液、ガ
ス、凝固液を順次供給する方法が採用される。コート方
法に関してはこれらの方法に限定されないことは勿論で
ある。形成される非対称構造をもつ薄層の厚さはコート
する高分子重合体溶液の濃度及びコート方法1凝固方法
でコントロールすることが出来るが10(μm)以下で
あることが得られる中空糸複合膜が高い透過性能を示す
という点で好ましい。
非対称構造を有する薄層は前記した多孔性中空糸を構成
する素材となりうる素材から目的に応じ選択される。非
対称構造を有する薄層の素材と多孔性中空糸を構成する
素材が同一の場合、異る場合双方とも勿論本発明に含ま
れる。特に前者の場合従来の製造方法では得られなかっ
た高い透過性能をもつ中空糸複合膜が得られる。
本発明に従えは非対称構造をもつ薄層は、薄い程好まし
いがあまりに薄い場合にはモジュールを製造する工程、
あるいは流体状混合物を処理する時損傷する場合がある
。また蛋白質を含む液体を処理する場合、蛋白質が表面
に沈着して透過性能が経時的に低下する場合がある。こ
れらの問題に対しては非対称構造をもつ薄層の上に更に
保護の機能をもつ薄層を設けることで解決されるがこの
場合も本発明に含まれる。
発明の効果 このようにして製造される中空糸複合膜は非対称構造を
有薄層の高選択透過性と、多孔性中空糸の高透過性、高
耐圧性により従来の選択透過性中空糸嘆のもつ欠点が改
良される。
実施例 次に本発明の内容を実施例によりより詳しく説明する。
実施例−1 第1表に示すポリエチレン多孔性中空糸膜をボ   ゛
ジ−m−フェニレンイソフタルアミド3<重量部)塩化
リチムウ1(重量部)NNジメチルアセトアミド96(
重量部)からなる溶液に浸漬した後150℃の雰囲気下
で25(秒)乾燥後5(℃)の冷水中に浸漬し中空糸複
合膜を得た。中空糸複合膜を圧力容器に収納しモジュー
ルを製造した。この時圧力容器の実効全容積は1330
 (1+7)であり中空糸複合膜の収納本数はその容積
充填率が50(701%)であった。このモジュールを
用いて1500(ppm)食塩水を回収率75(%)に
て圧力30 (kit/cd)、水温25(℃)で脱塩
を試みた。中空糸複合膜の特性及び脱塩の結果を第1表
に示す。
実施例−2 第1表に示すポリエチレン多孔性中空糸を用いて実施例
−1と同様のモジュールを製造した。続いてセルロース
トリアセテート3重量部、ジオキサン45重量部、アセ
トン52重量部からなる溶液を多孔性中空糸内部に供給
充填した後40゛Cの空気、30′Cの水を順次供給し
中空糸複合膜からなるモジュールを製造した。
実施例−1と同様の脱塩テストを行なった結果を得られ
た中空糸複合膜の結果とともに第1表に示す。
実施例−3 第1表に示すポリスルホン多孔性中空糸膜及びセルロー
スジラセテート3(重量部)、ラセトン9o(ffi量
部)、メチルラルコール7(重量部)からなる溶液を用
いて実施例−1と同様の操作を行った。ただし、乾燥は
室温下で行なった。また脱塩時の圧力は15ky/c−
であった。得られた結果を第1表に示す。
比較例 市販逆浸透モジュールより中空糸膜を取出し実施例−1
と同仕様のモジュールを製造し実施例−1と同一の条件
で脱塩を試みた。得られた結果を第1表に示す。
第1表より本発明に係る中空糸複合膜が極めて有用な性
能を示すことが理解できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 繊維壁が平均径100〜2000(Å)の細孔を全体と
    して30〜85容量%含み、内径が30〜800(μm
    )、外径が60〜1000(μm)である多孔性中空糸
    の外表面及び/又は内表面が非対称構造を有する10(
    μm)以下の層で被覆された構造をもつことを特徴とす
    る中空糸複合膜。
JP59120608A 1984-06-11 1984-06-11 中空糸複合膜 Granted JPS61408A (ja)

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